工裝夾具在生產(chǎn)實(shí)踐中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

1、    工裝夾具在生產(chǎn)實(shí)踐中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用    崔德同【摘要】隨著工裝夾具在生產(chǎn)實(shí)踐中要求的不斷提高，研究其設(shè)計(jì)與應(yīng)用凸顯出重要意義。本文首先介紹了工裝夾具設(shè)計(jì)的基本方法與步驟，分析了其設(shè)計(jì)的精度要求。在探討工裝夾具設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)的同時(shí)，就其應(yīng)用問題提出了個(gè)人看法?！娟P(guān)鍵詞】工裝夾具；生產(chǎn)實(shí)踐；設(shè)計(jì)；應(yīng)用一、前言作為工裝夾具在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要工作，其設(shè)計(jì)與應(yīng)用在近期得到了有關(guān)方面的高度關(guān)注。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升其設(shè)計(jì)與應(yīng)用的實(shí)踐水平，從而有效優(yōu)化工裝夾具在生產(chǎn)實(shí)踐中的整體效果。二、工裝夾具設(shè)計(jì)的基本方法與步驟1.設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工裝夾具設(shè)計(jì)的原始資料

2、包括以下內(nèi)容：夾具設(shè)計(jì)任務(wù)單；工件圖樣及技術(shù)條件；工件的加工及裝配工藝規(guī)程；夾具設(shè)計(jì)的技術(shù)條件；夾具的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)化資料，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，工廠標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格化結(jié)構(gòu)圖冊(cè)等。首先要對(duì)任務(wù)書進(jìn)行仔細(xì)閱讀與深入研究，認(rèn)真了解工件的作用、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、材料、生產(chǎn)規(guī)模及技術(shù)要求，詳細(xì)分析焊接、加工工藝過程或裝配過程中本工序的要求，如焊接所需留的加工余量、加工精度、加工表面、定位基準(zhǔn)及前后工序的聯(lián)系等等。這些設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作不僅要做，還要做好、做細(xì)，只有這樣才能使我們的設(shè)計(jì)順暢、穩(wěn)妥，少出麻煩和錯(cuò)誤。其次，要根據(jù)工件的特點(diǎn)多動(dòng)腦筋，換個(gè)思維方向，多提出幾個(gè)設(shè)計(jì)方案以留備用，因?yàn)樵趯?shí)際的設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)同一工件，

3、每一個(gè)設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想及考慮重點(diǎn)都不相同，因而會(huì)給出不同的設(shè)計(jì)方案，由此設(shè)計(jì)出的工裝夾具的結(jié)構(gòu)自然也就不同，應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中產(chǎn)生的效果也會(huì)有所不同。通過對(duì)多個(gè)方案的分析比較確定一個(gè)更合理、更符合要求的結(jié)構(gòu)方案，在設(shè)計(jì)時(shí)還要注意多聽取和吸收其他好的意見和建議。2.設(shè)計(jì)的步驟確定夾具結(jié)構(gòu)方案；繪制夾具工作總圖階段；回執(zhí)焊接機(jī)加裝配夾具零件圖階段；編寫焊接機(jī)加裝配夾具設(shè)計(jì)說明書；必要時(shí)，還需要編寫夾具使用說明書，包括夾具的性能，使用注意事項(xiàng)等內(nèi)容。三、工裝夾具設(shè)計(jì)的精度要求工裝夾具設(shè)計(jì)的基本思路是工件的定位和夾緊。定位又可分導(dǎo)向定位和加工定位。一般有孔定位、面定位、外圓柱面定位等。定位不準(zhǔn)影響產(chǎn)品

4、的加工精度，定位出錯(cuò)可能導(dǎo)致零件的報(bào)廢。按夾具的結(jié)構(gòu)一般可分為：導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、機(jī)座等幾部分。當(dāng)然并不是每個(gè)夾具都有這幾部分。其核心部分是定位機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)，對(duì)工件直接影響，決定了工件的加工形狀和加工精度。工裝夾具設(shè)計(jì)的精度要求分為如下四類。1.第一類是直接與工件接觸，并嚴(yán)格確定工件的位置和形狀的，主要包括接頭的定位件，v形塊，定位銷等定位元件；2.第二類是各種導(dǎo)向件，此類元件雖不與定位工件直接接觸，但它確定第一類元件的位置；3.第三類屬于夾具內(nèi)部結(jié)構(gòu)零件互相配合的夾具元件，如夾緊裝置各組成零件之間的配合尺寸公差；4.第四類是不影響工件位置，也不與其他元件相配合，如夾具的主體

5、骨架等。工裝夾具的設(shè)計(jì)要滿足使用過程中的受力的需要，例如銑床要知道順銑和逆銑時(shí)受力，估算加工過程的受力情況，還要計(jì)算夾緊力的大小及夾緊時(shí)對(duì)工件的影響，不能因此引起工件的變形。有可能的情況下要充分利用加工時(shí)受力的相互抵消來減輕工裝夾具的重量和夾緊力。對(duì)于一些大型的焊接件，還需考慮受力的平衡以及松開后的焊接變形。同時(shí)又要求夾具有足夠的強(qiáng)度和剛度。夾具的結(jié)構(gòu)盡可能采用可調(diào)性的。對(duì)于經(jīng)常使用的夾具依靠螺栓標(biāo)準(zhǔn)件緊固，銷釘定位等方式。調(diào)整和裝配夾具時(shí)，可對(duì)某一元件尺寸較方便地修磨。還可采用在零件與部件之間設(shè)置調(diào)整墊圈，調(diào)整墊片或調(diào)整套等來控制裝配尺寸。補(bǔ)償其他零件的誤差，提高夾具精度。四、工裝夾具設(shè)計(jì)的

6、注意事項(xiàng)1.夾緊元件的統(tǒng)一性一套比較復(fù)雜的工裝夾具中通常具備多處壓緊、輔助支撐、調(diào)節(jié)支撐等元件，常用的靠螺旋壓緊的螺母、螺旋調(diào)節(jié)的螺栓等部件因空間位置、夾緊力大小等因素的影響，不同部位所用的螺紋大小會(huì)不盡相同。若按理論設(shè)計(jì)這些元件的外形操作部位也會(huì)不盡相同，不同的外形尺寸需要操作人員用多種工具才能完成夾緊、調(diào)節(jié)等工序，加工極不方便，效率大大降低。如對(duì)不同的螺紋采用相同的外形尺寸，m20螺母、m12螺母、m16螺栓等操作部位外形皆設(shè)計(jì)為寬度為k的外六方，使用時(shí)同一種工具就能完成所有的夾緊、調(diào)節(jié)等工序，減少了輔助時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率?？梢娫诠ぱb夾具設(shè)計(jì)過程中注意夾緊元件統(tǒng)一性對(duì)于提高生產(chǎn)效率、降低

7、勞動(dòng)強(qiáng)度具有重要作用。2.夾緊元件的安全性工裝夾具中比較常見的開口壓板由于其螺母大徑小于工件孔徑，只要稍松螺母，取下開口壓板，工件即可方便地穿過螺母被取出，是一種比較實(shí)用的快速夾緊結(jié)構(gòu)。但這種結(jié)構(gòu)在回轉(zhuǎn)體壓緊裝置中存在一定弊端，因?yàn)楫?dāng)螺母意外松動(dòng)時(shí)，開口壓板極易在離心力的作用下由開口處從夾具中飛出，安全隱患令人堪憂。當(dāng)工作時(shí)，旋緊的帶肩螺母其肩部進(jìn)入開口壓板的盲孔內(nèi)，一旦帶肩螺母稍有松動(dòng)，因其肩部嵌在盲孔內(nèi)，所以壓板不會(huì)立即飛出，而此時(shí)操作人員能明顯感到工件的松動(dòng)，停車再次旋緊即可，然后將帶肩螺母的肩部旋出開口壓板盲孔深度，這樣既然保證了壓緊的安全性，又可輕而易舉地卸下工件，可謂一舉兩得。3.

8、設(shè)計(jì)人員深入現(xiàn)場(chǎng)工裝夾具的設(shè)計(jì)人員一定要深入工作現(xiàn)場(chǎng)，了解現(xiàn)場(chǎng)和熟悉現(xiàn)場(chǎng)。要對(duì)夾具使用的機(jī)床規(guī)格、主要參數(shù)及在機(jī)床上安裝夾具部位的結(jié)構(gòu)和配合尺寸和本工序使用的刀具、量具等情況了解清楚。不深入現(xiàn)場(chǎng)就會(huì)對(duì)這些情況一無所知，設(shè)計(jì)制造出來的夾具極有可能安裝不上，不能用于機(jī)床的正常生產(chǎn)，造成返修或廢掉，不僅損失了經(jīng)濟(jì)和時(shí)間成本還耽誤了生產(chǎn)運(yùn)行，得不償失。另外，工裝夾具的設(shè)計(jì)人員多下現(xiàn)場(chǎng)可與操作人員進(jìn)行面對(duì)面的交流與溝通，有利于掌握第一手的一線資料。因?yàn)椴僮魅藛T不僅可以提供一些好的意見和建議，還會(huì)告知設(shè)計(jì)人員同類夾具存在的問題、需要改進(jìn)之處及操作習(xí)慣和干活方式等，這些都有利于工裝夾具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。否則設(shè)計(jì)出

9、的夾具雖符合機(jī)床且加工合格，但不符合操作人員的工作習(xí)慣，造成加工不便，則極有可能被束之高閣。此外，設(shè)計(jì)人員在夾具制造完成投入到實(shí)際生產(chǎn)中后還要多次進(jìn)行回訪，了解其使用情況。五、工裝夾具的應(yīng)用工裝夾具的設(shè)計(jì)根據(jù)產(chǎn)品批量和加工復(fù)雜程度的大小來定。例如工件的鉆孔。對(duì)于小批量，自由裝夾就可以了，中批量可以鉆模工裝定位鉆孔，大批量就可以設(shè)計(jì)專機(jī)，永久性?shī)A具，特大批量可設(shè)計(jì)專機(jī)流水線。考慮定位基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，裝夾的一致性。但對(duì)于一些復(fù)雜的加工件。雖然量小但還沒有工裝夾具無法保證其加工的準(zhǔn)確性，這時(shí)也需要設(shè)計(jì)制作工裝夾具，例如需要多次焊接的工件。這時(shí)就需要盡可能使用便于裝拆的，由標(biāo)準(zhǔn)件或通用件組成的組合夾具?，F(xiàn)在有許多由模塊組成的夾具，模塊化的夾具大大減少了中小批量多類型的產(chǎn)品制作時(shí)間和成本。再次工裝夾具的結(jié)構(gòu)要符合工人加工操作習(xí)慣。裝拆時(shí)要有足夠的操作空間。便于日后的維修和裝拆。在生產(chǎn)過程中要正確使用夾具.安裝要到位，夾緊的螺栓螺母要鎖緊。對(duì)于使用較為復(fù)雜的工裝夾具要編制使用說明書，并要求操作時(shí)嚴(yán)格按此執(zhí)行。六、結(jié)束語(yǔ)通過對(duì)工裝夾具在生產(chǎn)實(shí)踐中設(shè)計(jì)與應(yīng)用的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)工作的順利開展，有賴于對(duì)其多項(xiàng)影響環(huán)節(jié)與因素的充分掌控，有關(guān)人員應(yīng)該從工裝夾具的客觀實(shí)際應(yīng)用環(huán)境出發(fā)，研究制定最為符合實(shí)際的設(shè)計(jì)與應(yīng)